التجفيف بمساعدة الضوء يتيح استقرار اللقاحات ويدعم التوزيع دون الاعتماد على سلسلة التبريد

لماذا قد يغيّر تجفيف اللقاحات ملامح الصحة العالمية

تعد العديد من لقاحات العالم هشة ويجب الحفاظ عليها باردة في كل مرحلة، من المصنع إلى العيادة. إن الحفاظ على هذه "سلسلة التبريد" مكلف ويتطلب مهارات تقنية وغالباً ما يكون غير موثوق في المناطق ذات البنية التحتية أو الكهرباء المحدودة. تستعرض الورقة الملخّصة هنا طريقة جديدة لتجفيف اللقاحات إلى زجاج سكري مستقر باستخدام الضوء، بحيث يمكن تخزينها في درجة حرارة الغرفة دون أن تفقد فعاليتها الوقائية. إذا نجحت، قد تجعل هذه الطريقة من الأسهل والأرخص توصيل لقاحات منقذة للحياة إلى الناس في كل مكان.

طريقة جديدة للحفاظ على سلامة اللقاحات

حالياً، يتم شحن وتخزين معظم اللقاحات بين درجات حرارة قريبة من الصفر ودرجات حرارة الثلاجة القياسية، وبعضها يجب أن يبقى أبرد بكثير. يمكن أن تتلف الانقطاعات في سلسلة التبريد البروتينات الحساسة أو جسيمات الفيروس التي تعلم جهاز المناعة التعرّف على المرض. من الحلول الشائعة التجفيف بالتجميد، الذي يحول اللقاحات السائلة إلى مساحيق. لكن تجفيف التجميد بطيء ومعقد، والأهم أنه يتضمن تجميداً يمكن أن يضر بعض مكونات اللقاح. يدرس المؤلفون بديلًا يسمى التجفيف بمساعدة الضوء (LAD). في LAD، يقوم ليزر قريب من الأشعة تحت الحمراء بتسخين لقاح مُمزوج بمادة السكر تريهالوز بلطف، مسبباً تبخر الماء دون أن يتجمد النمط. بينما يتبخر الماء، يشكّل التريهالوز مصفوفة صلبة زجاجية تحتجز اللقاح في مكانه وتساعده على مقاومة التلف في درجة حرارة الغرفة.

كيف تعمل عملية التجفيف بالضوء

لاختبار هذه الطريقة، مزج الباحثون لقاحات تجارية مع محلول تريهالوز ووضعوا حجمات صغيرة داخل قوارير زجاجية في هواء جاف جداً. أضاء ليزر بطول موجي 1064 نانومتر من الأعلى، مما سخّن السائل وسرّع فقدان الماء. من خلال مراقبة درجة الحرارة مع الزمن، رصدوا نمطاً متكرراً: تسخين أولي، ثم مرحلة تبريد ناتجة عن التبخر، وأخيراً استقرار مستقر يشير إلى أن معظم الماء قد زال. استغرقت أحجام العينات الأكبر وقتاً أطول للتجفيف لكنها لم تتطلب وقتاً أطول بشكل تناسبي، مما يشير إلى أن العملية فعّالة وتحكمها أساساً كمية الماء التي يجب إزالتها، لا تركيبة اللقاح نفسها. هذه الاتساق يوحي بأن LAD يمكن تطبيقه على نطاق واسع عبر العديد من المنتجات الحيوية مع تعديلات طفيفة نسبياً.

فحص اللقاح المجفف تحت المجهر

درس الفريق لقاحين مختلفين جداً. أحدهما، المسمّى 4CMenB، هو لقاح متعدد المكونات ضد مرض المكورات السحائية من المجموعة B ويشمل قطعاً بروتينية وفقاعات غشاء خارجية صغيرة من البكتيريا، كلها مرتبطة بجزيئات مبنية على الألمنيوم تعمل كمحفزات مناعية. والآخر هو لقاح شلل الأطفال المعطل (IPV) الذي يحتوي على فيروسات شلل الأطفال كاملة وميتة. بعد معالجة LAD، استخدموا تصويراً بالضوء المستقطب للبحث عن بلورات صغيرة في مصفوفة السكر، والتي قد تشير إلى عدم استقرار. على عكس الضوابط المجففة بالهواء، لم تُظهر العينات المعالجة بـLAD مناطق بلورية براقة، مما يدل على زجاج ناعم غير متبلور. ثم كشف التصوير بالمجهر الإلكتروني النافذ أن أشكال جزيئات الألمنيوم، وفقاعات الغشاء، وقشور الفيروس ظلت سليمة بعد LAD، بينما تسببت المعالجة بالحرارة القاسية بتكتلات وأضرار واضحة.

اختبار الوظيفة البيولوجية

لا تهم المحافظة على البنية إن لم تَبقَ اللقاحات فعّالة بيولوجياً، لذا لجأ الباحثون إلى اختبارات مخبرية ودراسات حيوانية. باستخدام اختبارات ELISA—تفاعلات كيميائية تقيس مدى ارتباط الأجسام المضادة بمكونات اللقاح—وجدوا أن 4CMenB المجفف احتفظ تقريباً بنفس "المستضدية" كما في السائل الأصلي، مما يعني أن الأهداف البروتينية الرئيسية لا تزال قابلة للتعرّف. بالنسبة لـIPV، لم تقتصر العينات المعالجة بـLAD على المضاهاة بل في بعض الحالات تفوّقت على اللقاح غير المعالج في الحفاظ على شكل السطح الفيروسي الذي تكشفه الأجسام المضادة. أخيراً، في دراسة على الفئران، أنتجت الحيوانات الملقّحة بلقاح 4CMenB المجفف بواسطة LAD مستويات قوية من عدة فئات من الأجسام المضادة، لا تختلف عن تلك الموجودة في الفئران التي تلقت اللقاح السائل القياسي. الحيوانات الضابطة التي تلقت المحلول فقط لم تُظهر مثل هذا الاستجابة.

ما يمكن أن يعنيه هذا للتطعيمات المستقبلية

بشكل عام، تُظهر الدراسة أن تعريض لقاحات مُمزوجة بالتريهالوز لأشعة قرب تحت الحمراء يمكن أن يجففها بشكل موثوق إلى مادة زجاجية صلبة دون تجميد، مع الحفاظ على بنيتها وقدرتها على تحفيز المناعة—على الأقل على المدى القصير. من خلال إزالة الحاجة للتبريد المستمر، قد تُسهّل طريقة التجفيف بمساعدة الضوء هذه التوزيع، وتقلل النفايات الناتجة عن جرعات تالفة، وتساعد في سدّ فجوات التحصين في الأماكن التي تندر فيها مرافق التبريد. هناك حاجة لدراسات إضافية حول التخزين طويل الأمد وأنواع أخرى من اللقاحات، لكن النتائج تشير إلى مسار واعد لجعل اللقاحات أكثر توفراً ومتانة عالمياً.

الاستشهاد: Tsegaye, A.A., Suptela, A.J., Marriott, I. et al. Light-assisted drying enables vaccine stabilization and supports cold-chain-independent distribution. Sci Rep 16, 11104 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40775-1

الكلمات المفتاحية: استقرار اللقاحات, سلسلة التبريد, تريهالوز, التجفيف بمساعدة الضوء, لقاحات شلل الأطفال والالتهاب السحائي